光增透劑

為了增加光學元器件的透過率，減少其反射,必須在元器件的表面鍍上一層或多層減反射膜。

前言

為了增加光學元器件的透過率，減少其反射,必須在元器件的表面鍍上一層或多層減反射膜。減反射膜的用途大致包括:雷射器、太陽能電池、各種光學透鏡和鏡片。但目前市場上的光增透劑產品雖然透過率達到一定效果，但鍍膜的硬度很低，從而導致形成的增透膜很不耐刮擦，很容易被刮破。

介紹

增透原理

光學儀器中，光學元件表面的反射，不僅影響光學元件的通光能量；而且這些反射光還會在儀器中形成雜散光，影響光學儀器的成像質量。為了解決這些問題，通常在光學元件的表面鍍上一定厚度的單層或多層膜，目的是為了減小元件表面的反射光，這樣的膜叫光學增透膜（或減反膜）;首先從能量守恆的角度對光學增透膜的增透原理給予分析.一般情況下，當光入射在給定的材料的光學元件的表面時，所產生的反射光與透射光能量確定，在不考慮吸收、散射等其他因素時，反射光與透射光的總能量等於入射光的能量.即滿足能量守恆定律。當光學元件表面鍍膜後，在不考慮膜的吸收及散射等其他因素時，反射光和透射光與入射光仍滿足能量守恆定律.而所鍍膜的作用是使反射光與透射光的能量重新分配。對增透膜而言，分配的結果使反射光的能量減小，透射光的能量增大.由此可見，增透膜的作用使得光學元件表面反射光與透射光的能量重新分配，分配的結果是透射光能量增大，反射光能量減小.光就有這樣的特性：通過改變反射區的光強可以改變透射區的光強.

光增透膜材料

光學增透膜的研製，不僅要考慮它的透射率，而且還要考慮它的硬度，耐熱、耐寒性，與玻璃等光體的接合度，耐光照射性，吸熱強度等因素，能滿足這么多條件的材料可想而知是很困難的。根據適合不同的需求，目前人們發現、常用的材料有氟化鎂、氧化鈦、硫化鉛、硒化鉛以及陶瓷紅外光紅外增透膜、乙烯基倍半矽氧烷雜化膜等.

鍍膜技術

隨著增透膜的不斷開發和研究，光學增透膜的鍍膜技術也在不斷的發展。光學增透膜的厚度要控制在可見光波長1/4波長的數量級上，增透膜的均勻度的要求也非常的苛刻。儘管如此,在人們的不懈探索中，還是掌握了不少行之有效、先進的鍍膜技術;目前，常用的鍍膜方法有真空蒸鍍、化學氣相沉積、溶膠—凝膠鍍膜等方法.三者相比較，溶膠—凝膠鍍膜設備簡單、能在常溫常壓下操作、膜層均勻性高、微觀結構可控，適於不同形狀、尺寸的基片、能通過控制配方、製備工藝得到高雷射破壞閾值的光學薄膜，已成為高功率雷射薄膜的最具競爭力的製備方法之一.

分類

2.4.1單層增透膜

對於單層薄膜來說，當增透膜兩邊介質不同時，薄膜厚度為1/4波長的奇數倍且薄膜的折射率n=（n1*n2)^(1/2)時（分別是介質1、2的折射率），才可以使入射光全部透過介質。一般光學透鏡都是在空氣中使用，對於一般折射率在1.5左右的光學玻璃，為使單層膜達到100%的增透效果，可使n1=1.23，或接近1.23；還要使增透薄膜的厚度=（2k+1)倍四分之一個波長，單層膜只對某一特定波長的電磁波增透.目前套用最廣泛的低折射率鍍膜材料是氟化鎂，它的波長550nm處的折射率是1.38，對鈉鈣矽酸鹽玻璃是不能夠完全消失反射的。單層光增透膜也可以用二氧化矽製備，用一定摩爾比的正矽酸四乙酯、乙醇、氨水製備納米二氧化矽溶膠，利用溶膠凝膠技術製備光增透膜。與多層膜相比，雖然單層薄膜增透不是很理想，但由於製備工藝簡單，得到廣泛使用。

2.4.2雙層增透膜

由於單層增透膜的剩餘反射一般很高，因此多採用雙層或多層鍍膜，最簡單的雙層增透膜是“λ/4-λ/4”膜系，在基片上先鍍一層折射率n2高於基片的λ0/4膜層，然後再鍍上厚度為λ0/4的低折射率n1膜層;實際套用的雙層增透膜層有CcO2-MgF2和BiO3-MgF2膜系.“λ/4-λ/4”膜系的雙層增透膜一般可套用於視角光學儀器、雷射或其他用單色光作為光源的光學系統.

2.4.3多層增透膜

在某些套用領域中，雙層膜仍不能滿足較寬光譜範圍內的低反射要求，就需要採用三層或多層增透膜。如CcF3-ZrO2-MgF2膜系，SiO2/TiO2-TiO2-SiO2膜系等。目前已設計了多種多層的增透膜系，主用套用在平面顯示器上。

成分、性能指標

2.5.1、主要成分及性能

1)矽溶膠：為該增透液的主要成膜物質，其顆粒度需在100納米以下，在環境溫度為20℃，濕度小於60%的條件下提拉鍍膜，提拉速度為120mm/min，鍍膜後雙面增透率為5～6%，單面增透為2.5～3.0%；

2)矽烷偶聯劑：主要是進一步提高矽溶膠和基材之間的結合力，不容易發生脫模現象；

3)加硬劑：.通過加入適當量的加硬劑，可以在不影響鍍膜光透過率的前提下提高鍍膜的硬度，利用鉛筆硬度計測試可以達到4~5H，從而提高鍍膜的耐摩擦係數，防止鍍膜在運輸或組裝過程中的劃傷；

4) PH調節劑：利用PH調節劑調節增透液的PH值，從而使增透劑能長期穩定儲存；

5) 溶劑:主要是各種醇類，起分散調節增透劑粘度等的作用。溶劑型增透液與水性增透液相比，在透過率方面占有一定優勢；

2.5.2、其它一些性能指標

1) 耐候性：塗敷的塗層具有高化學穩定性，耐老化，耐酸鹼侵蝕，能使鍍膜玻璃長期在戶外套用仍然保持穩定的增透防污性能；

2) 平整度：平整度好，波筋小於千分之二；

3) 紅外線透過：減少紅外線透過比，減少基材溫度，提高使用壽命；

市場套用

目前光增透劑的套用大多是在玻璃上鍍膜，製成減反射玻璃;現今減反射作為玻璃的使用特性之一，已越來越為人們認識.

當今社會提倡節約能源，太陽能熱水器和太陽能光電技術的發展勁頭強勢。能源是人類生存和發展的基礎，隨著科學技術的進步與發展，人們對能源的需求日益增加，但同時對能源的利用又存在很大程度的浪費，這樣造成能源的共給日趨緊張，因此如何提高其利用率已成為非常迫切的世界性課題;太陽能熱水器和太陽能光電技術是可再生能源技術領域商業化程度最高、推廣套用最普遍的技術之一。目前其產品的發展方向仍然是注重提高集熱器的效率，其中在太陽能封裝玻璃上塗敷光增透膜提高太陽光透過率是非常有效的方法.

其次，隨著經濟建設的不斷發展，熱反射鍍膜玻璃幕牆在大型建築上的套用很普及，但同時也引發了“光污染”等環境問題，一方面，光污染是製造意外交通事故的兇手，另一方面，，光污染也給附近的居民生活帶來了麻煩，尤其是那些建在居民小區附近的玻璃幕牆，會對周圍的建築形成反光。再次，日常生活中我們都有被眩光襲擊的經歷，部分來源於眩光光源，部分來源於眩光的反射。這些問題都是由於玻璃表面的光反射引起的，因為普通玻璃的可見光反射比為4%~8%,具有較高的反射係數，通過使用減反射玻璃就能很好解決這些問題.

同時國內的絕大部分鏡框玻璃、展櫃玻璃、顯示器玻璃、玻璃幕牆等採用減反射玻璃的還很少，因此光增透劑的研究價值很大，市場潛力很大.